超ナノ微結晶ダイヤモンド/アモルファスカーボンの伝導型制御と太陽電池への応用

超纳米微晶金刚石/非晶碳导电类型控制及其在太阳能电池中的应用

• 批准号: 10J02489
• 负责人: 大曲 新矢
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J02489/
• 关键词: 超ナノ微結晶ダイヤモンド; アモルファスカーボン; 太陽電池; 中間準位; 受光素子; 半導体; n型化; 窒素ドープ; ダイヤモンド; UNCD; ヘテロ接合; 電気特性; ダイオード; p型; ボロンドープ; 紫外線センサー; 受光特性

粒径10nm程度のナノダイヤモンド結晶がアモルファスカーボンマトリックスに内在する,超ナノ微結晶ダイヤモンド薄膜似下,UNCD膜)は,可視から紫外域にかけて大きな光吸収係数を有し,キャリア濃度制御を伴うpn伝導型制御が可能であることから,新規太陽電池材料として興味深い.第3年度目(平成24年度)は,UNCD膜のホモ接合フォトダイオードの創製に向けた基礎研究を行った.デバイス設計に先立ち,マイクロ波光導電率減衰法を用いてフォトキャリアのライフタイムを評価した.その結果,p形UNCD膜において同一材料中で最長である平均寿命2.1マイクロ秒が確認され,受光アクティブ層として有望であることが明らかとなった.これは光吸収とキャリア生成が数百ナノメーターオーダーの膜厚で設計可能であることを意味している.ホモ接合評価では,導電性Si基板上へ縦型ホモpin接合素子を作製し評価した.暗状態・室温下で整流比4桁,理想因子1.0のダイオード特性が得られた.明状態においては光起電力特性が確認され,波長分解フォトレスポンス測定から,ダイヤモンド結晶のバンドギャップ端の光吸収に対応した深紫外光域でのレスポンスに加え,可視光域での光キャリア生成が観測された.可視光吸収による光電変換メカニズムは議論中であるが,膜中に存在する多数の中間準位を介したバンド伝導が関連している可能性がある.

The size of 10nm can be determined by the UV spectrum, the optical absorption capacity of the UV spectrum is different, the temperature of the system is different from that of the pn system, and the effect of the new regulations on the battery materials is very bad. In the third year of the year (Pingcheng 24), UNCD film is widely used in the field of basic research. The equipment design is set up first, and the frequency decay method is used to improve the performance of the equipment. The results show that the average life of p-shaped UNCD film in the same material is 2.1 μ m

项目成果

Photodetect ion properties of ultrananocrystalline diamond/hydrogenated amorphous carbon composite films

超纳米晶金刚石/氢化非晶碳复合薄膜的光电探测离子特性

• 发表时间: 2012
• 作者: Shinya Ohmagari;Takanori Hanada;Sausan Al-Riyami and Tsuyoshi Yoshitake;S. Ohmagari and T. Yoshitake;S. Ohmagari and T. Yoshitake
• 通讯作者: S. Ohmagari and T. Yoshitake

超ナノ微結晶ダイヤモンド/水素化アモルファスカーボン混相膜による光起電力素子の創製

利用超纳米微晶金刚石/氢化非晶碳混合相薄膜制作光伏器件

• 发表时间: 2010
• 作者: 大曲新矢;アリヤミサウサン;吉武剛;大曲新矢
• 通讯作者: 大曲新矢

Effects of boron doping on growth of ultrananocrystalline diamond cryst allites by pulsed laser deposition

硼掺杂对脉冲激光沉积超纳米晶金刚石晶粒生长的影响

• 发表时间: 2010
• 作者: Shinya Ohmagari;Itsuro Suzuki;Akira Nagano;Ryota Ohtani;Kazushi Sumitani;Tsuyoshi Yoshitake
• 通讯作者: Tsuyoshi Yoshitake

Formation of p-Type Ultrananocrystalline Diaiond/Nonhydrogenated Amorphous Carbon Composite Films Prepared by Coaxial Arc Plasia Deposition with Boron-Incorporated Graphite Targets

掺硼石墨靶同轴电弧等离子体沉积p型超纳米晶金刚石/非氢化非晶碳复合薄膜的形成

• 发表时间: 2012
• 期刊: ECS Transactions
• 作者: Y. Katamune;S. Ohmagari;H. Setoyama;K. Sumitani;Y. Hirai;T. Yoshitake
• 通讯作者: T. Yoshitake

Near-Edge X-ray Absorption Fine-Structure Spectroscopic Study on Nitrogen-Doped Ultrananocrystalline Diamond/Hydrogenated Amorphous Carbon Composite Films Prepared by Pulsed Laser Deposition

脉冲激光沉积制备氮掺杂超纳米晶金刚石/氢化非晶碳复合薄膜的近边X射线吸收细结构光谱研究

• DOI: 10.1143/jjap.50.08jd05
• 发表时间: 2011
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Sausan Al-Riyami;Shinya Ohmagari;Tsuyoshi Yoshitake
• 通讯作者: Tsuyoshi Yoshitake